Cámaras de imágenes ópticas de gases refrigeradas y no refrigeradas

En el mundo de las imágenes ópticas de gases (OGI), hay dos tipos principales de cámaras de detección de gases: refrigeradas y no refrigeradas. Cada una tiene tecnología de detección por infrarrojos con ventajas y limitaciones específicas que es importante comprender en el momento de elegir una cámara. Siga leyendo para saber cómo funcionan las cámaras OGI y para qué aplicaciones son más adecuadas.

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¿Cómo funciona una cámara de imágenes ópticas de gases no refrigerada?

Casi todos los objetos emiten radiación infrarroja, incluso los que parecen muy fríos. Una cámara de detección de gases no refrigerada utiliza lo que se llama un detector de microbolómetro, un sensor térmico que experimenta un cambio en la resistencia cuando se calienta o enfría, para medir y mostrar esa radiación. Así es como funciona:

El lente de la cámara enfoca la radiación infrarroja en los “elementos detectores”. Cada elemento detector es responsable de producir un píxel en la imagen visual final. En otras palabras, la resolución de la cámara indica cuántos elementos detectores tiene.

Cuando la radiación golpea los elementos detectores, estos se calientan y su resistencia respectiva cambia. El cambio de resistencia de cada elemento se mide, se convierte en un número digital, se calibra mediante la temperatura, se le asigna un valor de color o de la escala de grises y se presenta como un píxel en la imagen visible.

¿Cómo funciona una cámara térmica refrigerada?

Las cámaras refrigeradas funcionan mediante la recolección de fotones de energía infrarroja que pasan a través de los componentes ópticos. Estos fotones se convierten en electrones que se almacenan en un condensador de integración. Después de un determinado periodo, denominado tiempo de integración, la carga se presenta como un número digital, se le asigna un valor de color o de la escala de grises y se presenta como una imagen visible.

El elemento crítico de una cámara refrigerada es el crioenfriador, que está integrado con el sensor para bajar la temperatura a temperaturas criogénicas (alrededor de 77K o -196 °C/-321 °F). Esta reducción de la temperatura del sensor aumenta en gran medida la sensibilidad de la cámara mediante la reducción del ruido a un nivel inferior al de la señal de la escena de la que se generan las imágenes.

¿Cuáles son las ventajas de cada una?

Las cámaras refrigeradas son más sensibles y caras que las cámaras no refrigeradas, las cuales son más fáciles de fabricar y mantener. El aumento de la sensibilidad y la calidad de la imagen son factores importantes para ciertas aplicaciones, especialmente las imágenes ópticas de gases.

Imágenes de la huella de una mano en una pared tomadas con una cámara térmica refrigerada, y nuevamente después de dos minutos.

Imágenes de la huella de una mano en una pared tomadas con una cámara térmica no refrigerada, y nuevamente después de dos minutos.

El crioenfriador de una cámara refrigerada consume una gran cantidad de energía y finalmente se desgasta y debe reemplazarse después de unas 10,000-13,000 horas de funcionamiento. Las cámaras no refrigeradas no requieren la misma cantidad de mantenimiento, tienen un menor consumo de energía y son más económicas que las cámaras refrigeradas.

Aunque su precio sea más elevado, las ventajas de una cámara refrigerada son considerables. Las cámaras refrigeradas tienen velocidades más altas de fotogramas, permiten la sincronización con otros dispositivos de medición y son lo suficientemente sensibles como para descubrir detalles y obtener mediciones que, de otro modo, serían inalcanzables con las cámaras térmicas no refrigeradas.

¿Por qué la mayoría de las cámaras de imágenes ópticas de gases tienen detectores refrigerados?

Muchos gases invisibles a simple vista pueden verse con imágenes ópticas de gases.

Históricamente, las cámaras OGI se han diseñado con detectores de infrarrojos refrigerados que proporcionan la sensibilidad necesaria para ver el gas. Las nuevas innovaciones tecnológicas han permitido que las cámaras OGI sin refrigeración como la FLIR GF77 puedan fabricarse a un costo mucho menor. Su mantenimiento también es menos costoso debido a la simplicidad en el diseño sin necesidad de un enfriador, lo que las hace potencialmente más apropiadas para aplicaciones de funcionamiento continuo las 24 horas del día.

Sin embargo, las cámaras OGI no refrigeradas se limitan a detectar solo un gas o un pequeño número de gases, mientras que las cámaras OGI refrigeradas son más sensibles y capaces de detectar una mayor variedad de emisiones de gases diferentes.

¿Qué cámara necesito para mi aplicación?

Las cámaras refrigeradas ofrecen más sensibilidad, mejor calidad de imagen y una mayor velocidad de fotogramas que las cámaras sin refrigeración. Esto hace que sean ideales para detectar fugas de gas pequeñas o de baja concentración, especialmente a distancia, y para su uso en el cumplimiento de las normativas medioambientales para la detección de fugas. Además, varias cámaras OGI refrigeradas FLIR son compatibles con tecnología que puede cuantificar fugas de gas (vea la FLIR QL320). Sin embargo, el crioenfriador añade peso, consumo de energía y un costo significativamente mayor.

Si la aplicación solo requiere la detección de fugas más grandes, una cámara sin enfriar como la FLIR GF77 es una opción más ligera, más inteligente y menos costosa que puede seguir ofreciendo resultados fenomenales. Esta cámara está calibrada para la temperatura, por lo que ofrece capacidades dobles para la detección de gases y la supervisión del estado de sistemas eléctricos y mecánicos. Y a diferencia de las cámaras refrigeradas, que tienen filtros internos para gases específicos, la tecnología de filtrado de gases está en los lentes intercambiables de la GF77, lo que significa que esta cámara se puede utilizar para encontrar metano, hexafloururo de azufre, amoniaco, etileno y más.

Hable con uno de nuestros expertos para determinar qué cámara es la adecuada para sus necesidades.